高速钢（课堂PPT）

1、1刃具钢之高速钢车刀、铣刀、钻头2一、刃具的工作条件 (1) 刃具切削材料时，受到被切削材料的强烈挤压，刃部受到很大的弯曲应力。某些刃具(如钻头、铰刀)还会受到较大的扭转应力作用。 (2) 刃具刃部与被切削材料强烈摩擦，刃部温度可升到500 C600 C。 (3) 机用刃具往往承受较大的冲击与震动。3二、刃具材料的性能要求 (1) 高硬度，高耐磨性。硬度一般要大于62 HRC； (2) 高的红硬性； (3) 强韧性好； (4) 高的淬透性。可采用较低的冷速淬火，以防止刃具变形和开裂。4三、高速钢性能特点 高速钢具有高硬度、高耐磨性、高的红硬性、好的强韧性和高的淬透性的特点, 因此在刃具制造中广

2、泛使用, 用来制造高速切削用的刃具如：车刀、铣刀、钻头和其它复杂、精密刀具。 高速钢是高合金刃具钢，高速钢具有很高的热硬性，高速切削中刃部温度达600时，其硬度无明显下降。 高速钢的硬度为62HRC68HRC, 切削温度可达500 550, 价格较贵。5四、成分特点 1.高碳 碳质量分数在0.70%以上，最高可达1.5%左右，它一方面要保证能与W（钨）、Cr（铬）、V(钒)等形成足够数量的碳化物； 另一方面还要有一定数量的碳溶于奥氏体中，以保证马氏体的高硬度。 2.加入Cr、W、Mo、V等合金元素 加入Cr提高淬透性，几乎所有高速钢的铬含量均为4%。铬的碳化物（Cr23C6）在淬火加热时差不多

3、全部溶于奥氏体中，增加过冷奥氏体的稳定性，大大提高钢的淬透性。铬还能提高钢的抗氧化、脱碳的能力。6成分特点 加入W、Mo保证高的热硬性，在退火状态下，W、Mo以M6C型碳化物形式存在。这类碳化物在淬火加热时极难溶解，一部分淬火后存在于马氏体中，在随后的560回火时，形成W2C或Mo2C弥散分布，造成二次硬化。这种碳化物在500600温度范围内非常稳定，不易聚集长大，从而使钢具有良好的热硬性；未溶的碳化物能起阻止奥氏体晶粒长大及提高耐磨性的作用。 V能形成VC(或V4C3), 非常稳定，极难熔解，硬度极高（大大超过W2C的硬度）且颗粒细小，分布均匀，能大大提高钢的硬度和耐磨性。7五、常用高速钢举

4、例 最重要的有以下两种： 钨系W18Cr4V钢耐磨性、高温塑型、韧性好 钨钼系W6Mo5Cr4V2钢热硬性较好，热处理时脱碳和过热倾向性小 什么是脱碳？ 加热时由于气体介质和钢铁表层中碳的作用，使表层含碳量降低的现象。 （http:/ ） 8高速钢牌号、成分、热处理工艺9六、齿轮滚刀工艺路线 1. 性能要求、材料及工艺 (1) 用途、性能要求 生产齿轮的常用刃具, 用于加工外啮合的直齿和斜齿渐开线园柱齿轮。要求硬、耐磨性高。其形状复杂, 精度要求高。 10齿轮滚刀工艺路线 1. 性能要求、材料及工艺 (2) 材料 高速钢(钨系W18Cr4V钢) (3) 工艺路线 热轧棒材下料锻造退火机加工淬火

5、回火精加工表面处理热轧棒材下料锻造退火机加工淬火回火精加工表面处理11齿轮滚刀工艺路线 2. 主要工艺说明 (1) 锻造 W18Cr4V钢的始锻温度为1150 1200 , 终锻温度为900950 。 锻造的目的一是成形, 二是破碎、细化碳化物, 使碳化物均匀分布, 防止成品刀具崩刃和掉齿。 由于高速钢淬透性很好, 锻后在空气中冷却即可得到淬火组织, 因此锻后应慢冷。 (2) 退火 退火温度为870880 ，退火后的组织为索氏体基体和在其中均匀分布的细小粒状碳化物。 退火目的是便于机加工，并为淬火作好组织准备。 热轧棒材下料锻造退火机加工淬火回火精加工表面处理12齿轮滚刀工艺路线 (3) 淬火

6、、回火 高速钢的淬火、回火工艺较为复杂。（。（见此处） (4) 精加工 包括磨孔、磨端面、磨齿等磨削加工。精加工后刀具可直接使用。 (5) 表面处理 为了提高其使用寿命，可进行表面处理，如：硫化处理、硫氮共渗、离子氮碳共渗离子渗硫复合处理，表面涂覆TiN、TiC涂层等。热轧棒材下料锻造退火机加工淬火回火精加工表面处理13七、加工及热处理特点 1.锻造 高速钢属莱氏体钢，铸态组织中含有大量呈鱼骨状分布的粗大共晶碳化物（M6C），大大降低钢的机械性能，特别是韧性。这些碳化物不能用热处理来消除，只能依靠锻打来击碎，并使其均匀分布。因此高速钢的锻造具有成形和改善碳化物的两重作用，是非常重要的加工工序。

7、为了得到小块均匀的碳化物，需要多次镦拔。高速钢的塑性、导热性较差，锻后必须缓冷，以免开裂。 2.热处理 高速钢锻后进行退火，以便于机加工，并为淬火做好组织准备。退火后的组织为索氏体基体和在其中均匀分布的细小粒状碳化物。热轧棒材下料锻造退火机加工淬火回火精加工表面处理14W18Cr4V钢的热处理工艺过程示意图 回火温度的确定15高速钢的淬火 高速钢的导热性很差，淬火温度又高，所以淬火加热时，必须进行一次预热（800850）或两冷预热（500600、800850）。 高速钢中含有大量W、Mo、Cr、V的难熔碳化物，它们只有在1200以上才能大量地溶于奥氏体中，以保证钢淬火、回火后获得很高的热硬性，因此其淬火加热温度非常高，一般为12201280。 淬火后的组织为淬火马氏体、剩余碳化物和大量残余奥氏体。热轧棒材下料锻造退火机加工淬火回火精加工表面处理16 高速钢通常在二次硬化峰值温度或稍高一些的温度（550570）回火三次。在此温度范围内回火时，W、Mo及V的碳化物从马氏体中析出，弥散分布，使钢的硬度明显上升；同时残余奥氏体转变为马氏体，也使硬度提高，由此造成二次硬化现象，保证了钢的硬度和热硬性。 进行多次回火，是为了逐步减少残余奥氏体量。